본 기술은 키토산 주쇄의 곁가지에 갈산(Gallic Acid)을 그래프트시켜 수용성을 확보하고, 갈산의 갈롤(gallol)기 사이에서 자가 가교와 수소 결합을 유도하여 실리콘 음극의 부피 팽창을 억제하고 접착력을 강화한 수성 바인더 기술입니다.
실리콘 음극은 충·방전 시 300%를 넘는 급격한 부피 팽창으로 전극이 분쇄되고 용량이 저하되는 문제가 있었습니다. 또한 기존 키토산 바인더는 중성이나 염기성 용액에서 용해도가 낮아 반드시 산성 조건에서 다루어야 하는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 과산화수소/L-아스코르빈산(H2O2/AA) 산화-환원계를 이용한 자유 라디칼 그래프팅 반응으로 키토산에 갈산을 결합시키고, 생성된 갈산 그래프트 키토산(CS-g-GA) 공중합체가 갈롤기 기반 3차원 가교 네트워크를 형성하도록 구성됩니다. 이 공중합체는 물에 잘 녹으면서 실리콘 입자와 집전체 사이의 접착력과 전기적 접촉을 안정적으로 유지합니다. 산성 첨가물 없이 중성 수계 슬러리로 음극을 제조하려는 전지 제조사와 실리콘-흑연 복합 음극 개발에 적용될 수 있어 설비 부식 우려를 덜고 갈산 함량 조절만으로 전극 저항을 낮출 수 있습니다.
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